(57)【要約】【課題】省スペース化及び低コスト化を図り得る三次元免震装置を提供する。【解決手段】水平方向の免震機能を有する積層ゴム１と、鉛直方向の免震機能を有する液圧シリンダ５とを上下方向に配置する三次元免震装置であって、  液圧シリンダ５は、内部に第一液室６を形成したシリンダ本体７を備えると共に、シリンダ本体７の第一液室６内にピストン体８を上下動可能に配置し、  ピストン体８は、第一液室６に通じる内部空間９を有すると共に、内部空間９に内部ピストン体１０を上下動可能に配置し、内部ピストン体１０により、内部空間９を、第一液室６内に通じる第二液室１１と、気体を封入する気室１２とに区分けするように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の免震機能を有する積層ゴムと、鉛直方向の免震機能を有する液圧シリンダとを上下方向に配置する三次元免震装置であって、
前記液圧シリンダは、内部に第一液室を形成したシリンダ本体を備えると共に、前記シリンダ本体の第一液室内にピストン体を上下動可能に配置し、
前記ピストン体は、第一液室に通じる内部空間を有すると共に、該内部空間に内部ピストン体を上下動可能に配置し、該内部ピストン体により、前記内部空間を、第一液室内に通じる第二液室と、気体を封入する気室とに区分けするように構成したことを特徴とする三次元免震装置。
【請求項２】
前記ピストン体に、第一液室と第二液室を液体が流通し且つ液体の流量を制限する絞り部を備えた請求項１記載の三次元免震装置。
【請求項３】
前記ピストン体に、気室を第一気室と第二気室とに区分する仕切部を設け、該仕切部に、第一気室と第二気室を気体が流通し且つ気体の流量を制限する絞り部を備えた請求項１記載の三次元免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビルや重量建造物等の免震対象物を、地震の振動や衝撃から保護して支持するために、種々のバネを用いた三次元免震装置が提案されている。
【０００３】
図５は従来の三次元免震装置の一例を示す側断面図であって、該三次元免震装置は、水平方向の免震機能を有する積層ゴム１と、アキュムレータ２が接続されて鉛直方向の免震機能を有する液圧シリンダ３とを上下に備え、基礎Ｂと免震対象物Ｈとの間に配設されている。
【０００４】
前記液圧シリンダ３は、内部空間３ａを形成した液圧シリンダ本体３ｂと、該液圧シリンダ本体３ｂの内部空間３ａに鉛直方向へ上下動自在に配置され且つ上端部が液圧シリンダ本体３ｂ外部へ張り出すピストンロッド３ｃとを有している。一方、前記アキュムレータ２は、内部空間２ａを形成したアキュムレータ本体２ｂと、該アキュムレータ本体２ｂの内部空間２ａに鉛直方向へ摺動自在に嵌入された内部ピストン体２ｃとを有し、該内部ピストン体２ｃで仕切られたアキュムレータ本体２ｂの下部空間２ｄと、前記液圧シリンダ本体３ｂ内部のピストンロッド３ｃ下面側に形成される液室３ｄとを連通管４にて接続している。ここで該アキュムレータ本体２ｂの下部空間２ｄ及び液圧シリンダ本体３ｂの液室３ｄ内には油等の液体を充填していると共に、前記内部ピストン体２ｃで仕切られたアキュムレータ本体２ｂの上部空間２ｅ内には窒素ガス等の不活性ガスを充填している。
【０００５】
尚、積層ゴムと液圧シリンダとを備えた三次元免震装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１、２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１３９６２号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような三次元免震装置は、液圧シリンダ３の外部にアキュムレータ２及び連通管４等を配置するため、液圧シリンダ３とは別に多くのスペースが必要になるという問題があった。又、液圧シリンダ３の液圧はアキュムレータ２によって高圧であるため、連通管４や接続手段の設計が容易ではなく、製造コストが増加するという問題があった。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、省スペース化及び低コスト化を図り得る三次元免震装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、水平方向の免震機能を有する積層ゴムと、鉛直方向の免震機能を有する液圧シリンダとを上下方向に配置する三次元免震装置であって、
前記液圧シリンダは、内部に第一液室を形成したシリンダ本体を備えると共に、前記シリンダ本体の第一液室内にピストン体を上下動可能に配置し、
前記ピストン体は、第一液室に通じる内部空間を有すると共に、該内部空間に内部ピストン体を上下動可能に配置し、該内部ピストン体により、前記内部空間を、第一液室内に通じる第二液室と、気体を封入する気室とに区分けするように構成したことを特徴とする三次元免震装置、にかかるものである。
【００１０】
又、本発明は、前記ピストン体に、第一液室と第二液室を液体が流通し且つ液体の流量を制限する絞り部を備えることが好ましい。
【００１１】
更に、本発明は、前記ピストン体に、気室を第一気室と第二気室とに区分する仕切部を設け、該仕切部に、第一気室と第二気室を気体が流通し且つ気体の流量を制限する絞り部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の三次元免震装置によれば、ピストン体の内部空間を、内部ピストン体により、第一液室内に通じる第二液室と、気体を封入する気室とに区分けするので、液圧シリンダの内部にアキュムレータの構成を得ることができ、よって液圧シリンダの外部にアキュムレータ及び連通管を配置することを不要にして省スペース化を図ることができる。又、液圧シリンダの液圧が高圧であっても、液圧シリンダ内にアキュムレータの構成を備えるので、連通管や接続手段を不要にして設計を容易にし、低コスト化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施例の概要を示す側断面図である。
【図２】本発明の第二実施例の概要を示す側断面図である。
【図３】振動が絞りにより減衰する作用を示すグラフである。
【図４】本発明の第三実施例の概要を示す平断面図である。
【図５】従来の三次元免震装置の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する形態の第一実施例を添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の第一実施例であって、図中、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表しており、第一実施例の三次元免震装置は、水平方向の免震機能を有する上側の積層ゴム１と、鉛直方向の免震機能を有する下側の液圧シリンダ５とを上下に配置している。ここで積層ゴム１と液圧シリンダ５とは、図１に示す如く液圧シリンダ５を下側に配置し且つ積層ゴム１を上側に配置しても良いし、液圧シリンダ５を上側に配置し且つ積層ゴム１を下側に配置しても良い。
【００１６】
液圧シリンダ５は、内部に第一液室６を形成したシリンダ本体７を備えていると共に、シリンダ本体７の第一液室６には、ピストン体８を鉛直方向へ上下動自在に配置し且つピストン体８の上端部がシリンダ本体７外部へ張り出すようにしている。又、シリンダ本体７の第一液室６には潤滑油等の作動液（液体）を充填し、シリンダ本体７の内周面７ａとピストン体８の外周面８ａとの間には、第一液室６の作動液が外部に漏れないようにＯリング等のシール部材（図示せず）を配している。
【００１７】
一方、ピストン体８は、第一液室６に通じる内部空間９を有すると共に、ピストン体８の内部空間９に円盤状の内部ピストン体１０を上下動可能に配置し、当該内部ピストン体１０により、内部空間９を、第一液室６に通じる下方側の第二液室１１と、上方側の気室１２とに区分けしている。又、ピストン体８の第二液室１１は、下面を第一液室６に開放し、作動油が第二液室１１と第一液室６を流通し得るようにしている。更に気室１２には、内部にＮ２ガス等の不活性ガスの気体が封入されている。ここでピストン体８の内周面８ｂの下端には、内部ピストン体１０が第一液室６に落下しないように突起状の落下防止部（図示せず）を備えることが好ましい。
【００１８】
次に、上記第一実施例の作用を説明する。
【００１９】
地震等の発生時には、水平方向の荷重を積層ゴム１で吸収すると共に、鉛直方向の荷重を液圧シリンダ５で吸収する。この時、液圧シリンダ５は、ピストン体８が上下方向に振動して荷重を吸収すると共に、内部ピストン体１０が第一液室６及び第二液室１１の作動液の圧を気室１２の気体に伝達し、気室１２の気体の体積弾性によって圧力の瞬間的な変動を緩和する。
【００２０】
而して、このように第一実施例によれば、液圧シリンダ５のピストン体８内に、内部ピストン体１０、第二液室１１、気室１２を備えてアキュムレータの構成を得ることができ、よって液圧シリンダ５の外部にアキュムレータ及び連通管等を配置することを不要にして省スペース化を図ることができる。ここで、液圧シリンダ５のピストン体８は、内部にアキュムレータの構成を備えることにより、従来の液圧シリンダ３の大きさに比較してアキュムレータの構成を内蔵する分だけ若干大型化するが、液圧シリンダ５の耐面圧（単位受圧面積あたりの力）よりも、積層ゴム１の耐面圧のほうが大きいので、積層ゴム１の占有面積を超えるほどには大型化せず、装置の設置に影響を与えることがない。
【００２１】
又、液圧シリンダ５の液圧が高圧であっても、液圧シリンダ５の内部にアキュムレータの構成を備えるので、連通管や接続手段等を不要にして設計を容易にし、低コスト化を図ることができる。更にピストン体８の外周面８ａには、シール部材（図示せず）の位置まで第一液室６の作動油が存在するので、ピストン体８の外周面８ａに作用する圧と、ピストン体８の内周面８ｂに作用する圧とが等しくなり、圧力差の影響を低減してピストン体８の外周部８ｃの厚みを薄くすることができ、よって低コスト化を図ることができる。
【００２２】
図２、図３は本発明の第二実施例であって、第二実施例の三次元免震装置は、第一実施例のピストン体８の構成を変更したものであり、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
第二実施例のピストン体１３は、第一液室６に通じる内部空間１４を有すると共に、ピストン体１３の内部空間１４に円盤状の内部ピストン体１５を上下動可能に配置し、当該内部ピストン体１５により、内部空間１４を、第一液室６に通じる下方側の第二液室１６と、上方側の気室１７とに区分けしている。又、ピストン体１３は、第二液室１１の下端に下面部１８を備え、下面部１８の中央には、所定径の絞り部１９を形成して作動油が第一液室６と第二液室１１を流通し得るようにしている。更に気室１２にはＮ２ガス等の不活性ガスの気体が封入されている。更に又シリンダ本体７の内周面７ａとピストン体１３の外周面１３ａとの間には、第一液室６の作動液が外部に漏れないようにＯリング等のシール部材（図示せず）を配している。
【００２４】
次に、上記第二実施例の作用を説明する。
【００２５】
地震等の発生時には、第一実施例と同様に水平方向の荷重を積層ゴム１で吸収すると共に、鉛直方向の荷重を液圧シリンダ５で吸収する。この時、液圧シリンダ５は、ピストン体１３が上下方向に振動して荷重を吸収すると共に、内部ピストン体１５が第一液室６及び第二液室１６の作動液の圧を気室１２の気体に伝達し、気室１２の気体の体積弾性によって圧力の瞬間的な変動を緩和する。
【００２６】
更にピストン体１３の絞り部１９には、第一液室６から第二液室１６へ又は第二液室１６から第一液室６へ作動油が流通し、同時に絞り部１９により作動油の流量が制限されて圧力損失を生じ、振動の減衰を早める。ここで振動の減衰する早さは、図３のグラフで示す如く絞り部１９によって決定されており、鉛直方向の振動は減衰を伴って吸収される。
【００２７】
而して、このように第二実施例によれば、第一実施例と同様な作用効果を得ることができる。又、ピストン体１３に、第一液室６と第二液室１６とを液体が流通し且つ液体の流量を制限する絞り部１９を備えると、省スペース化に影響を与えることがなく、振動の減衰を早め、地震等の振動や荷重に好適に対応することができる。
【００２８】
図４は本発明の第三実施例であって、第三実施例の三次元免震装置は、第一実施例のピストン体８の構成を更に変更した物であり、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２９】
第三実施例のピストン体２０は、第一液室６に通じる内部空間２１を有すると共に、ピストン体２０の内部空間２１に円盤状の内部ピストン体２２を上下動可能に配置し、当該内部ピストン体２２により、内部空間２１を、第一液室６に通じる下方側の第二液室２３と、上方側の気室２４とに区分けしている。又、ピストン体２０は、気室２４にＮ２ガス等の不活性ガスの気体が充填されると共に、仕切部２５を有して気室２４を第一気室２４ａと第二気室２４ｂとに区分けしている。更に気室２４の仕切部２５の中央には、所定径の絞り部２６を形成して気体が第一気室２４ａと第二気室２４ｂとを流通し得るようにしている。更に又、シリンダ本体７の内周面７ａとピストン体２０の外周面２０ａとの間には、第一液室６の作動液が外部に漏れないようにＯリング等のシール部材（図示せず）を配している。
【００３０】
次に、上記第三実施例の作用を説明する。
【００３１】
地震等の発生時には、第一実施例と同様に水平方向の荷重を積層ゴム１で吸収すると共に、鉛直方向の荷重を液圧シリンダ５で吸収する。この時、液圧シリンダ５は、ピストン体２０が上下方向に振動して荷重を吸収すると共に、内部ピストン体２２が第一液室６及び第二液室２３の作動液の圧を気室２４の気体に伝達し、気室２４の気体の体積弾性によって圧力の瞬間的な変動を緩和する。
【００３２】
更にピストン体２０の絞り部には、第一気室２４ａから第二気室２４ｂへ又は第二気室２４ｂから第一気室２４ａへ気体が流通し、同時に絞り部２６により気体の流量が制限されて圧力損失を生じ、振動の減衰を早める。
【００３３】
而して、このように第三実施例によれば、第一実施例と同様な作用効果を得ることができる。又、ピストン体２０に、気室２４を第一気室２４ａと第二気室２４ｂとに区分する仕切部２５を設け、仕切部２５に、第一気室２４ａと第二気室２４ｂとを気体が流通し且つ気体の流量を制限する絞り部２６を備えると、省スペース化に影響を与えることがなく、振動の減衰を早め、地震等の振動や荷重に好適に対応することができる。
【００３４】
尚、本発明の三次元免震装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３５】
１    積層ゴム
５    液圧シリンダ
６    第一液室
７    シリンダ本体
８    ピストン体
９    内部空間
１０    内部ピストン体
１１    第二液室
１２    気室
１３    ピストン体
１４    内部空間
１５    内部ピストン体
１６    第二液室
１７    気室
１９    絞り部
２０    ピストン体
２１    内部空間
２２    内部ピストン体
２３    第二液室
２４    気室
２４ａ  第一気室
２４ｂ  第二気室
２５    仕切部
２６    絞り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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